Сторінка 61 з 75
Глава восьма неавтоматичного ВИМИКАЧІ
8-1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Неавтоматичні вимикачі встановлюються в розподільних пристроях (центральні розподільчі щити, розподільні шафи, щитки і т. П.) І пристроях, що служать для управління (станції управління, магнітні пускачі). Вони призначені для рідкісних включень і відключень електричних ланцюгів вручну при токах не більше номінального. Іноді ці вимикачі є єдиними і ними виробляють оперативне включення і відключення. Це допустимо, якщо термін їх служби (зазвичай не більше 10 000 операцій) і розривна здатність достатні. Зазвичай же для управління двигунами вручну застосовуються інші неавтоматичні вимикачі-ручні пускачі, а також контролери і різні перемикачі, мають великий термін служби. Ці апарати мають, як правило, стикового контакт. У неавтоматических вимикачах розподільних пристроїв для простоти застосовуються головним чином клиновий контакт, що допустимо з огляду на те, що включення виробляються рідко. Іноді також застосовуються роликовий, що ковзає і стикового контакти. Як неавтоматических вимикачів зрідка застосовують автоматичні вимикачі зі знятими расцепителями, розривними і дугогасильними контактами, а іноді і з спрощеним механізмом. Це створює зручність при компонуванні розподільних пристроїв і надає гарний зовнішній вигляд, але призводить до додатковим витратам. Такого роду модифікації мають автомати серії AM з роликовим кон-
тактом (§ 4-9) і серії А3100, зі стикових контактом (§ 4-10). Вимикачі по номінальному струму підрозділяються на вимикачі для струму понад 10 а (рубильники, пакетні вимикачі) і на вимикачі на малий номінальний струм - до 10 a [Л. 8-4, 8-5, 8-6].
Рубильником називається неавтоматичний вимикач з ручним приводом на два комутаційних положення (включено, відключено) з відкритими струмоведучими частинами і клиновим контактом (ніж, що входить в пружні губки). Включення здійснюється коли ножі 1 (рис. 8-1), що повертаються в шарнірних стійках 2, увійдуть в контактні стійки 3. До цієї ж
Мал. 8-1. Рубильник на 200 А типу Р з центральною рукояткою.
групі апаратів відносяться перемикачі рубає типу (або просто п е р е к л-ю ч ат е л і), які відрізняються від рубильників тим, що мають додатковий комплект контактних стійок. У кожному з двох включених положень шарнірні стійки з'єднуються з верхнім або нижнім рядом контактних стійок. Перемикачі можуть мати третє положення «вимкнено», а можуть і не мати його.
Рубильники і перемикачі виконуються на номінальні струми від 100 до 10 000 а при напрузі до 500 в. Найбільшого поширення мають одно-, дво- і триполюсні виконання на струми від 100 до 600 а. Іноді число полюсів доходить до шести.
При роботі в ланцюзі постійного струму для зменшення обгорання головних контактів ставляться розривні. при
змінному струмі їх застосовувати необов'язково. Розривні контакти виконуються або з повільним відключенням (рухаються зі швидкістю головних контактів), або з моментним відключенням (рухаються з великою швидкістю під впливом натягнутою пружини). В останньому випадку умови гасіння дуги більш сприятливі і обгорання контактів менше. Останнім часом для підвищення розривної здатності рубильники стали робити з дугогасильними камерами 4 (рис. 8-2 і 8-3). Це значно ефективніше, ніж застосування розривних контактів.
Мал. 8-2. Рубильник на 200 А типу РПЦ з центральним важільним приводом і дугогасительной камерою.
При наявності камер розривні контакти застосовувати не потрібно.
Виготовлені в СРСР рубильники і перемикачі [Л. 1-7 і 8-7] виконуються:
а) з центральною рукояткою - типи Р і П (рис. 8-1);
б) з центральним важільним приводом для монтажу в розподільних пристроях з двостороннім обслуговуванням-типи РПЦ і ППЦ (рис. 8-2);
в) з боковим важільним приводом для монтажу в розподільних пристроях з одностороннім обслужіваніем- типи РПБ і ППБ (рис. 8-3);
г) з бічної рукояткою для монтажу в шафах і ящиках - типи РБ і ПБ; ця конструкція відрізняється від зображеної на рис. 8-3 тим, що замість бічного приводу на валу, що проходить ззаду дошки, збоку встановлена знімна рукоятка.
Зазначені вище конструкції дво- і триполюсних рубильників і перемикачів виконуються на номінальні струми 100, 250, 400 і 600 а. При наявності центральної рукоятки є виконання як для перед-
Мал. 8-3. Рубильник на 200 А типу РПБ з боковим важільним приводом і дугогасительной камерою.
нього, так і для заднього приєднання проводів. В інших випадках є тільки виконання для переднього приєднання. Виконання для заднього приєднання застосовується рідко.
Рубильниками й перемикачами будь-яких конструкцій з центральною рукояткою не рекомендується відключати струм, щоб уникнути опіку руки. Вони повинні застосуватися тільки як роз'єднувачі. Дані про розривної здатності рубильників і перемикачів згаданій ніші серії з приводом і бічний рукояткою наведені it табл. 8-1.
Розривна здатність рубильників типів РБ, РПБ, РПЦ і перемикачів типів ПБ, ППБ, ППЦ на номінальні струми / = 100 -600 а
При великій напрузі, токах або індуктивності х можуть бути перекидання між сусідніми полюсами. Вони можуть бути настільки короткочасними, що дуга згасне до досягнення сталого значення струму короткого замикання; на струмопровідних частинах сусідніх полюсів з'являється спалах і утворюються корольки. Перекриття між сусідніми полюсами може перейти в повне коротке замикання. Це (а не затягування дуги між рухомими і нерухомими контактами) обмежує розривну здатність багатополюсних рубильників. Застосовуючи перегородки або камери, можна в більшій чи меншій мірі ізолювати полюси і підвищити розривну здатність.
Рубильники і перемикачі повинні забезпечувати надійне від'єднання установки від напруги, з тим щоб можна було безпечно проводити ремонт її. В цьому відношенні до них пред'являються більш високі вимоги, ніж до автоматичних вимикачів, у яких після відключення струму через осідання кіптяви неминуче може виявитися знижений опір ізоляції між рухомими і нерухомими контактами. Відстань по поверхні ізоляції між шарнірними і контактними стояками при напрузі 380 в вибирається не менш 20-25 мм при малих номінальних токах і до 50 мм - при великих. Це відстань визначає довжину ножа. У старих конструкціях робилися дуже довгі ножі, проте це анітрохи не покращує умов гасіння дуги і не збільшує розривної здатності рубильника, яка, як зазначалося, визначається перебросом дуги між полюсами. Відстань між полюсами по поверхні ізоляції при напрузі 380 в вибирається яри малих токах не менше 30 мм. Для запобігання перекидання між полюсами його доводиться брати більше.
Термін служби рубильників зазвичай задається близько 5 000 операцій.
При номінальному струмі понад 400 а для економії міді доцільно мати більш одного контактного ножа па полюс. При номінальних токах 600 і 1 000 а застосовують два паралельних ножа; при великих токах число ножів доводять до шести.
Рубильники і перемикачі раніше мали контакт з площини між ножем і стійками. Плоский контакт трудомісткий. Він приводив до заклинювання ножів в стійках через перекоси на монтажі. Було потрібно велике зусилля для відключення. Контакт погано очищався від бруду і окислів. У сучасних конструкціях застосовується лінійний контакт, який при тому ж зусиллі оперування має меншу перехідний опір.
Якість рубильника і перемикача визначається якістю контакту між ножем і стійками, що залежить насамперед від стабільності натискання між ними. При цьому натисканні жорсткість пружних деталей повинна бути малою, а пружні властивості їх не повинні погіршуватися при нагріванні. Тому у рубильників і перемикачів на струми понад 600 а натискання створюється м'якими сталевими пружинами, що натискають на вільно плаваючі ножі. Пружні губки при таких токах працюють погано через велику жорсткості і зниження натискання внаслідок відпустки при нагріванні. При токах до 400-600 а пружні губки застосовуються, але додаються сталеві пружини, які повинні створити якомога більшу частку контактного зусилля (рис. 8-4, а, б і в). Конструкція типу а гірше, ніж бив, внаслідок: 1) малої довжини губок і, отже, великий жорсткості їх; 2) велику трудомісткість через наявність заклепок; 3) наявності додаткового перехідного контакту. Стійки типу в більш гнучкі, ніж типу б, однак вони вимагають більше металу. Тому в СРСР найбільш поширені стійки типу б. За кордоном застосовуються стійки типів б і е. В одній з нових конструкцій застосована стійка типу г до якої приєднуються підводять провідники.
Мал. 8-4. Типи контактних стійок рубильників і запобіжників на струми до 600 а.
1-контактні губки; 2 - сталева пружина; 3 - деталь,
Найбільш раціональна конструкція приєднувального затиску зображена на рис. 8-1, 8-2 і 8-3. У нього площину контакту перпендикулярна монтажної площині, і можна приєднувати два кабельних наконечника з двох сторін виведення. При цьому відходять дроти розлучаються в площині, перпендикулярній монтажної, і не потрібно збільшувати відстань між полюсами (для розведення). Приєднання зручно, так як головка болта і гайка легко доступні. Після зняття болта шини не перешкоджають демонтажу апарату. Конструкція затиску стійки, зображена на рис. 6-4, нераціональна, так як площину контакту паралельна монтажної площині; вона доступна тільки з одного боку і не володіє жодним із зазначених вище достоїнств конструкції затиску стійки, зображеної на рис. 8-1. Якщо в конструкції по рис. 6-4 болт закріпити наглухо так, щоб його не потрібно було утримувати від
провороту при монтажі, то при демонтажі його не можна буде вийняти і ошиновка буде перешкоджати зняття апарату. Якщо болт зробити плаваючим (з пристроєм для запобігання проворота), то конструкція виходить складною, зі спеціальним болтом і з'їм болта скрутний. Якщо ж в цій конструкції болт угвинчувати зверху, зробивши спеціальну підкладку з нарізкою під стійку, то виникає небезпека, що кінець занадто довгого болта, застосованого при монтажі, може торкнутися заземлених деталей, що може залишитись непоміченим. З викладеного вище випливає, що раціонально мати конструкцію затиску по типу рис. 8-1 і конструкцію (лірообразную) губок по типу рис. 8-4,6. Це може бути досягнуто при зварному з'єднанні лірообразную губок з затискачем відповідної конструкції.
У рубильниках на струми більше 1000-2 000 а важко створити цілком надійний контакт з допомогою пружних стійок, так як при необхідному натисканні виходять дуже великі зусилля при оперуванні. Іноді рубильники і перемикачі на великі струми виконуються з гвинтовим притиском ножів до контактних стійок [Л. 8-1], що є раціональним. Приклад виконання такої конструкції см. Рис. 8-5. При відключенні внаслідок руху траверси 1 спочатку повертається на 20 ° гвинт 2 контактної стійки, потім повертаються ще на; 20 ° обидва гвинта 2 і 3 і знижується натискання. При подальшому русі засувка 4 заскакує в паз 5 і починають повертатися ножі. При включенні засувка звільняється і гайки по черзі закручуються і притискають ножі до стійок. При такій конструкції крім поліпшення контакту, запобігає покидьок ножів при короткому замиканні.
Мал. 8-5. Рубильник на 2 000 А з гвинтовим притиском ножів.
Оригінальна конструкція компактного рубильника для розподільних пристроїв випускається фірмою Сквер-Ді (рис. 8-6). Він являє собою дві близько розташовані шини 1 і 2, які можуть з'єднуватися врубать між їх кінцями платівкою 3, що знаходиться всередині ізоляційної камери 4. Рух камери необхідне для включення і відключення, передається від рукоятки на кришці за допомогою системи важелів. Контакти мають моментное відключення. Подвійний розрив ланцюга і камери з вузькою щілиною створює відносно високу розривну здатність при малих габаритних розмірах.
Для виготовлення контактних стійок і ножів рубильників і запобіжників споживається дуже багато кольорового металу, головним чином міді. Значна економія її може бути досягнута застосуванням біметалу. Зазвичай, не змінюючи конструкції, мідні губки і ножі апаратів на струми до 200 а включно можуть бути замінені біметалом сталь-мідь. При великих токах, мабуть, треба застосовувати біметал алюміній мідь.
Мал. 8-6. Запобіжник з компактним рубильником для комплектних розподільних пристроїв.